劉為勝,張揚棟,威海霞,吳振江,曹瑞群,時娟娟,曾小林,伍琦
(1.江西省棉花研究所,江西 九江 332105;2.湖北華泰先行農業科技有限公司,湖北 武漢 430200)
番茄營養豐富,是栽培面積最大的蔬菜品種之一,但在產業發展中存在病害的發生嚴重而影響產量、貯運銷售中不耐貯運而影響收益等突出問題。選育多抗、耐貯運、長貨架期的優質番茄品種是解決這些問題的重要手段。雖然番茄雜交育種技術非常成熟與常見[1-4],但要熟練掌握番茄的雜交技術還有許多需要了解和學習的地方,也是選育出雜交優質新品種的保證,因此,作者介紹番茄的雜交育種技術和番茄新品種寶利亞的選育過程,以供番茄育種與栽培者參考。
1.1.1番茄的花器構造
番茄花由雌蕊(包括子房、花柱和柱頭三部分),雄蕊(包括花藥和花絲)、花瓣、萼片和花梗等部分組成。花瓣黃色,萼片綠色,通常花瓣、萼片和花藥均為6枚,也有7~10枚的,雌蕊1枚,子房上有多個心室,多個胚珠,單果可結較多種子,雄蕊的6枚花藥聚合在一起,圍繞雌蕊花柱形成花藥筒,雌蕊被包圍在花藥筒中間,每個花藥有兩個花粉束,花粉束著生在很短的花絲上,花藥成熟后,花粉束內側縱裂散出花粉。番茄為自花授粉植物,通過改變番茄的自花授粉過程,運用其他特異性品種進行授粉,達到改變番茄品相和品質及農藝指標的目的。
1.1.2番茄的開花結果特性
番茄有5~10余朵花著生在一個聚傘花序上,一般每隔1~3片葉著生一花序。 根據品種不同,分無限生長型品種(植株可不斷向上生長,不斷開花結果)和自封頂品種(一般每枝2~4個花序后自封項,其分枝能力強,可利用側枝多開花結果,且開花結果也較集中)及半自封頂品種(介于上述兩種類型之間,一般主稈長到4~6個以上花序后封項)。番茄一般授粉后50小時左右完成受精。花粉發芽的溫度范圍為15℃~33℃,其最佳溫度是23℃~26℃,在高溫干燥條件下,可致使柱頭子房枯死,變成褐色[5]。
1.2.1番茄雜交授粉的工具準備
雜交操作前準備好一些工具:①鑷子(尖端較銳利的小型鋼鑷子,以方便去雄);②授粉管(直徑為0.5 cm的玻璃管,用以吸裝花粉); ③小玻璃瓶(用于貯存花粉); ④干燥劑(變色硅膠或氯化鈣,有時可用生石灰代替);⑤大口玻璃瓶和幾枚硬幣及玻璃片(篩取花粉之用具);⑥毛筆(刷取花粉用)。
1.2.2番茄植株父母本田清雜
在雜交授粉工作開始前,必須對父母本田進行徹底檢查和清理雜株。應在緩苗后和雜交開始前進行兩次集中檢查清除。此項工作應該幾個人一起進行,以防漏失。若發現有疑問的植株,如株型、葉型、葉色、花、果實不同者應全部拔除。寧可錯拔而勿漏拔。父母本如果有雜株,種子純度則無法保證,甚至會全部報廢。
1.2.3花粉的制取
在晴天上午10:00到下午13:00間田間采摘父本花,最好選擇當日或昨日開放的呈鮮黃色的花朵,花采回后取出花藥,將花藥撕成幾瓣散放在紙上,天晴氣溫較高時,可放在通氣好、無直射陽光處自然干燥約12~15小時,等花藥自然干燥;陰天氣溫低時,可將放花藥的紙置于干燥劑之上約12~15小時,待花藥干燥。花藥干燥過程嚴禁陽光暴曬,以免縮短花粉壽命,降低生活力。干燥后的花藥放入玻璃瓶(碗)中,同時,投入幾枚硬幣,蓋上玻璃片,用力上下搖動數分鐘,靜止等花粉落下后, 用干凈的軟毛筆掃下器皿壁上的花粉,貯存小玻璃瓶中備用。制取的花粉應放在陰涼干燥處, 在高溫季節花粉只有4天左右的生活力,在花粉足夠的情況下最好用現制的生活力較強的新鮮花粉,若新花粉不夠用,可以把剩余花粉與新鮮花粉充分混合后再用。優質的花粉為土黃色,如果花粉粗糙質量差,會影響座果率。
1.2.4母本植株的整理
雜交授粉前,必須對番茄的母本植株進行仔細整理,將已開的花和已結的果全部摘除,除去距地面6~7 cm的側枝,第一花序留1~2 cm長的梗后摘除,視品種不同,保留需要的側枝,不需要的腋芽長到3~5 cm長時從基部掰除。第二花序可依具體情況決定去留,整枝工作在雜交過程中可集中進行,番茄發枝能力很強,側枝生長很快,應注意定期除去不必要的枝條,這樣可使植株枝葉清爽,通風透光,便于去雄授粉。防止病害發生。
1.2.5去雄授粉
用左手拇指與食指或中指輕輕夾持母本植株上正在開放花的基部,先用鑷子將花瓣輕輕拔開,將鑷子尖端從花藥筒的中部伸入,再輕輕放松對鑷子的夾持力,并藥筒撐開和花藥摘除。需要注意的:一是花藥一定要全部去除干凈,否則就會影響純度;二是高度近視、散光及色盲者禁止參加去雄授粉工作;三是選擇適宜去雄的花蕾十分重要,是保證雜交種子純度的關鍵環節,應選擇2~3天后會開放的花蕾(花瓣呈乳白色);四是太小的花不能去雄,因還未發育成熟,去雄會傷及柱頭和子房,造成落花;五是去雄操作時,同時除去發育不良和畸形的花;六是中等果型品種每一花序保持座果4~5個,大果型的每一花序保持座果2~3個,不需要的小花應摘除;七是去雄工作除授粉時間之外都可以進行。
一般去雄后2~3 天開始授粉,授粉時母本花完全開放,這時花瓣呈鮮黃色,張開180度,授粉時應以左手拇指與食指持花,以右手拇指與食指持授粉管,先撕掉被授粉花相鄰的兩個萼片(要徹底撕掉),然后將花柱頭插入授粉管內,使花粉粘滿柱頭,即完成授粉,授粉后如遇下雨,應在雨后再進行一次重復授粉,以提高成功率。一般田間露水干后(植株上有露水時,花粉易吸水膨脹,影響著落)即可開始授粉,晴天多在上午9:00以后開始授粉,陰天可相應推遲一點,正午時間(12:00~14:00)因氣溫太高,下午18:30以后無日光照,這些時間段不宜進行雜交授粉。人工授粉時間選擇是否得當,關系到結果率和單果籽粒數。
1.2.6雜交授粉后植株的整理
雜交授粉工作結束后,應立即進行植株整理,將未去雄授粉的花全部除掉,摘除多余的腋芽、徒長枝及自交果,并在最后一個雜交花序以上留2~3片葉摘心,同時應除去近地面第一側枝以下的枝葉,花序特別多的品種要疏花,枝葉多的要適當摘葉。長勢弱的品種可只去花蕾,不打頂,以防日灼病發生,保證果實發育所需的養分。此項植株整理的工作須反復進行多次,以確保自交花、自交果清除徹底。
要求具有豐產性、穩產性較好,品質優,果形美觀,成熟期適中,抗病能力強,適宜長江中下游流域栽培的新品種。
2.2.1母本選擇及特性
母本“JX0792”由江西省棉花研究所提供,品種表現為鮮食,早熟,長勢強,株冠幅大,壟面覆蓋較好,坐果率高,有綠色果肩,果實完全成熟后深粉色,果實高圓形,果面光滑,果形整齊一致,果肉緊實,抗裂耐壓,果實較大,平均單果重 200~260 g,胡蘿卜素 0.12 mg/g,可溶性固形物含量5.1%~5.3%,番茄素含量0.12 mg/g,維生素C含量0.12 mg/g,中抗CMV,抗葉霉病,中抗TMV,中抗枯萎病,中抗TYLCV,易感根結線蟲,抗逆性強。
2.2.2父本選擇及特性
父本“HT027”由湖北華泰先行農業科技有限公司提供, 為上海合作903變異株多代提純選育而成,品種表現為鮮食,品感好,果色深粉,光亮美觀,抗病能力強,從定植到始收85天左右,株冠幅直徑55 cm,花黃色,正常情況下4~8朵不等,果實有綠肩,成熟后果紅色,果型近圓形,果實橫切徑約7.7~8.2 cm,縱切面徑約6.8~7.4 cm,果肉厚約0.6 cm,平均單果重240 g左右,果實顏色亮麗,硬度好,花萼片好,畸形果少,耐裂性好,坐果率高,可溶性固形物含量3.567%,番茄素含量251.48 mg/g,維生素C含量0.13 mg/g,抗CMV、TMV、TYLCV病毒病,抗根結線蟲,感葉霉病,感枯萎病,耐低溫弱光性好,耐熱性較好,耐干旱性一般。
2019年將母本“JX0792”與父本“HT027”進行雜交配組,并將其F1代命名為寶利亞。
2.3.1產量特征
2021年5月25日經有關專家,對江西省棉花研究所實施的“番茄新品種寶利亞F1示范種植”項目進行了實地測產,測產地點為九江市柴桑區九瑞路16公里處(江西省棉花研究所示范良種場百畝早春大棚番茄展示基地)。該品種于2021年1月3日播種,采用72穴盤育苗,2月9日定植于塑料大棚,株距0.4 m,行距0.6 m,栽培密度41685株/hm2,4穗果摘心。隨機抽取3個點,每個點選取10株測產結果:單株結果數14.3個,平均單果重227.5 g,理論產量為135610.5 kg/hm2,按0.9縮值系數計算,產量為122050 kg/hm2。
2.3.2品質特征
根據番茄品種品質評價要求[6-8],對寶利亞進行維生素C含量、蛋白質含量、總糖含量、總酸含量四個方面檢測分析,結果詳見表1和表2。

表1 番茄品種寶利亞與對照品種的品質比較

表2 番茄品種寶利亞比對照品種的品質提升幅度(%)
表2表明,維生素C含量寶利亞較對照1高225.82%、較對照2高202.88%;蛋白質含量寶利亞較對照1高20.42%、較對照2高36.32%;總糖含量寶利亞較對照1高18.06%、較對照2高25.00%;總酸含量寶利亞較對照1低36.00%、較對照2低17.24%。綜合來看,新品種寶利亞較兩對照品種(來源山東的品種)品質好,且果形好,果色深粉紅、亮麗,硬度較高。
雜交育種技術是選育優良品種,實現品種改良的重要途徑和常用方法,選擇合適的親本材料是關鍵點,親本的品質與遺傳特性直接影響到雜交成果。現代科技對于育種技術起到了非常的推動作用,引入遺傳距離分析法[9]、形態學標記及InDel分子標記能分析預測雜種優勢、縮小親本選擇范圍和減輕工作強度,進行基因編輯[10]重組遺傳基因是創新品種的前沿方法。科技手段的創新要求科技人員的知識不斷更新,才能更快更好育成理想的組合及新品種。
番茄新品種寶利亞的選育借助了現代科技手段、簡化了育種程序、加速了育種進程,提高了育種的工作效率,達到了預期目標,獲得理想效果,具備應用推廣價值。